基于神经网络预测车道行驶的自动驾驶

数据定义先假定

首先定义我们在自动驾驶，并且可以获取前后左右各个车的数据。传感器和摄像头已经在车身上部署好。  假定我们在车道上行驶，根据跟驰模型数据我们能知道的是： 1 左车距离 2 右车距离 3 前车距离 为了简化问题，我们暂时不使用后车距离，事实上我们也是可以获取的。     图中可以看出我们的输出值为5类，-1 为前往左车道，1 为前往右车道，2 为加速行驶，0 为保持跟驰， -2 为刹车慢速

    也就是简化模型为：三维输入，三个距离，一维输出，是前进还是保持，是刹车还是右行，为了得到神经网络权值，我们必须来假设一批数据。 如下图，三个车道，前方有车220米，右边为200米，左边为170米，我们的输出是什么？随着不断地变化，我们的自动驾驶该怎么做？

设定数据

float train_data[13][3] = { { 200,100,250 }, //1 {70,70,70}, //2 { 50, 50, 45},//3 { 50,100, 50},//4 {100,300,100},//5 {100,100,115},//6 {100,100,100},//7 {200,300,200},//8 {300,60,100},//9 {30,50,150}, //10 {100,50,100}, //11 {400,100,300},{50,60,200} }; 我们举个例子，在左车道距离为50，本车道为60，右车道为200的时候，我们可以选择右行，打右向灯，离开本车道到右车道, 输出为1. float labels[13] = { 1,0,0,0,2,1,0,2,-1,1,-2 ,-1,1}; 上面13个数据的输出为float型，ok，准备好数据，我们可以开始了。

我们可以手写一段神经网络代码，也可以使用现有的工具，设计是第一位的，我们此次设计的是，三个输入，隐层10层，一个输出，使用最简单的网络来做这次自动驾驶。

#include "opencv2/core/core.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/imgcodecs/imgcodecs.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/ml/ml.hpp"
int main
{
	// 训练样本
	//离左前方距离为 ，前方距离， 右前方距离
	float train_data[13][3] = {
	{ 200,100,250 }, //1
	{70,70,70}, //2
	{ 50, 50, 45},//3
	{ 50,100, 50},//4
	{100,300,100},//5
	{100,100,115},//6
	{100,100,100},//7
	{200,300,200},//8
	{300,60,100},//9
	{30,50,150}, //10
	{100,50,100}, //11
	{400,100,300},{50,60,200}
	};


 // 每个样本数据对应的输出
	float labels[13] = { 1,0,0,0,2,1,0,2,-1,1,-2 ,-1,1};
	Mat train_data_mat(13, 3, CV_32FC1, train_data);
	Mat labels_mat(13, 1, CV_32FC1, labels);

	// BP 模型创建和参数设置
	Ptr bp = ml::ANN_MLP::create();

	Mat layers_size = (Mat_(1, 3) setTrainMethod(ml::ANN_MLP::BACKPROP, 0.1, 0.1);
	bp->setActivationFunction(ml::ANN_MLP::SIGMOID_SYM);
	bp->setTermCriteria(TermCriteria(TermCriteria::MAX_ITER, 10000, /*FLT_EPSILON*/1e-6));

	// 保存训练好的神经网络参数
	try
	{
		bool trained = bp->train(train_data_mat, ml::ROW_SAMPLE, labels_mat);

		if (trained) {
			bp->save("bp_param");
		}
	}
	catch (cv::Exception &ex)
	{
		std::cout